4 Li2TiO3的性质及粉末的制备方法.docVIP

4 Li2TiO3的性质及粉末的制备方法 4.1 偏钛酸锂Li2TiO3的性质 β- Li2TiO3的性质的相关资料可以见下表4-1[24]，这里许多的数据来源于公开发表的文章。另外我们要注意的是Li2TiO3块体质量和锂Li原子的质量是通过文献[25]中的数据所得来的，应用于正常的原子富集度为7.5%6Li的含锂材料。 表4-1 β- Li2TiO3 的性质总结[24] 基本物理性质 分子量（g/mol） 109.93（1-1.82×10-2δ），δ=6Li 在Li 中的富集度 晶体结构 单斜晶系（Monoclinic） 密度(g/cm3) 3.44（1-1.82×10-2δ） 锂Li 的密度(g/cm3) 6Li=0.37δ，7Li=0.44（1-δ） 熔点（K） 1808（1535℃） 热性质 当总的锂蒸气为0.01Pa 时的温度（K）： 839+(305+87.3log(100pD2O)-78.3 log(pD2)/(1+2.55*10-10log(100 pD2O)18.6) 10≤pD2≤1000 Pa, 0.01≤pD2O≤100 Pa 热容(J/Kg-K) 355 (T-100)1.1/(1+0.3 T1.05) 300≤T≤1400 K 热导率(W/m-K) (1-ε)2.9(5.35-4.78×10-3T+2.87×10-6T2) 0.145≤ε(孔洞率) ≤0.25, 400≤T≤1400K 球床的热导率(W/m-K) (1-ε)(0.74+0.00015 (T-273)+3.3×10-7 (T-273)2)/0.52 0.7–1.2 mm 直径小球, 0.1 MPa He 300≤T ≤1300 K, 0.43≤ε(表面孔洞率)≤0.48 线性热膨胀率（%从293K 起） -0.4119+1.154×10-3T+5.505×10-7T2 热性质 瞬时系数（1/K） 1.154×10-5+1.101×10-8T 平均系数从293K 开始（1/K） (-0.004119+1.154 × 10-5T+5.505 × 10-9T2)/(T-293) 373≤T≤1073 力学性质 杨氏模量（GPa） 266.8 (1-ε)(1–1.2ε)2 孔洞率ε： 0.1≤ε≤0.3, 300K, 晶粒1–2 μm 泊松比 0.3 (1-ε) 0.1≤ε≤0.3, 300K, 断裂强度（MPa） 170 (1–2.27ε) 0.1≤ε≤0.3, 300K, 晶粒1–2 μm 小球压碎强度（N） 平均40N，晶粒~20μm，67%TD，1.6mm 维氏硬度（MPa） 363 (1–2.36ε) 0.1≤ε≤0.3, 300K 与材料的相互 作用 氢气（H2） 溶解性： ≤ 3 × 10-7exp(+3600/T) mol fr./Pa0.5 73≤T≤773 K, 2–100 kPa 吸附性：暂无数据 水 在水中低溶解度，在室温中放置6 个月吸 水度＜＜1%，4 个月浸泡不溶解 316 不锈钢中的渗透深度μm 3600 t0.5exp(-9000/T) 0.1 MPa He, 823≤T ≤923 K, 410≤t≤1023 h 铍（Be） 暂无数据 酸中Li 的分解度 323K 在1mol/L HNO3 中15 小时分解84% 95%王水和5%的HF 中4 小时后分解90% 此外，还对于偏钛酸锂Li2TiO3的辐射效应也有很多研究人员做了一些工作，在HCSB（固体增殖/He 冷却方式）模式下在900K时残留的He 几乎可以忽略，氚残留与释放行为与Li2ZrO3相似。 4.2 Li2TiO3目前关于Li2TiO3粉末的制备方法的论文比较有限，更多的制备方法是关于钛酸锂（Li4Ti5O12）因为其可做为电池电极有着广泛的应用前景特别是在锂电池中，例如：Yamawaki 等[26]人利用TiO2和一种含锂元素的化合物如Li2CO3，LiOH，LiNO3，Li2O等按特定比例混合烧结；Spitler 等[27]人将含锂源（如LiCl溶液）或者钛源（TiOCl2）的混合物加热蒸发后煅烧等等。制备Li2TiO3的方法可以从以上的方法进行借鉴。因为从本质上钛酸锂（Li4Ti5O12）与Li2TiO3两种化合物只是Li2O与TiO2的配比值不一样，通过Li2O-TiO2相图如图4.1[28]可以看出。另外，Li2O的蒸气压是所有含锂陶瓷中最高的，易气化损失掉。因此得注意到Li2O与TiO2的配比问题，在唐致远等[29]人关于钛酸锂电极材料制备的文章中提出：考虑到锂化合物在高温下气化损失的问题，应使Li2O过量8%左右。不过我认为这个要根据每个人自己的实